RECRISTALIZARECRISTALIZAÇÇÃO e ÃO e

PURIFICAPURIFICAÇÇÃO ÃO da da

ACETANILIDAACETANILIDAJaqueline Nicola

Thaís Rosa

INTRODUÇÃO

O produto obtido de uma reação química, na maioria das vezes, encontra-se no estado impuro, e é necessáriopurificá-lo. A RECRISTALIZAÇÃO consiste na dissolução de uma substância sólida num solvente, a quente, e depois, por resfriamento, obtém-se novamente o estado cristalino mais puro. O tamanho desses cristais varia de acordo com a velocidade de resfriamento, isto é, quanto mais lenta, mais eficiente será a recristalização.

ESCOLHA DO SOLVENTE

O primeiro problema em uma cristalização é escolher um solvente. A regra geral é: “semelhante dissolve semelhante”. A melhor maneira de se escolher um solvente adequado é realizar testes preliminares em tubos de ensaio com 0,1g de material a ser recristalizado edissolvê-lo no solvente que está sendo testado, repetindo este procedimento para vários tipos de solventes. O solvente que diluir o soluto no ponto de ebulição e permitir uma boa recristalização poderáser escolhido. Quando um único solvente não dissolver a amostra, pode-se usar uma combinação de solventes

CARACTERÍSTICAS DE UM BOM SOLVENTE

ENSAIO PARA A ESCOLHA DO SOLVENTE (FLUXOGRAMA)

REMOÇÃO DE IMPUREZAS

Remoção de Impurezas Coloridas ou ResinosasImpurezas coloridas ou resinosas podem ser removidas pela adição de pequenas quantidades de carvão ativo à solução a ser aquecida. As impurezas adsorvidas na superfície das partículas de carvão são removidas durante a filtração. O uso de excesso de carvão ativo leva a perdas do material a ser purificado.

CUIDADOS

A solução pode esfriar enquanto estiver sendo filtrada, ocorrendo uma cristalização. Para que isso não ocorra deve-se colocar uma quantidade extra de solvente, que deve ser removida por evaporação após a filtração. Deve-se aquecer o funil antes de realizar a filtração e manter esse aquecimento com um banho-maria especial para funil.

Remoção de impurezas Insolúveis

A decantação é o método mais fácil para remover impurezas sólidas e deve ser considerada como a primeira opção de escolha. Uma pipeta filtrante éusada quando o volume do líquido a ser filtrado for menor do que cerca de 10 mL, e deve-se usar a filtração por gravimetria quando o volume écerca de 10 mL ou maior.

Cristalização• Deve ser feita em um erlenmeyer para evitar a contaminação por poeira;• Os cristais serão contaminados com impurezas da água- mãe caso ocorra a evaporação de todo o solvente;• Deixar os cristais resfriarem, de um dia para o outro, a temperatura ambiente e levar a banho de gelo para cristalizar;• Quando a cristalização não ocorre a substância cristalina pode se separar da solução na forma de um óleo;• Caso não ocorra a cristalização espontânea deve-se arranhar o interior do recipiente com um a bastão de vidro ou adicionar alguns cristais do produto.

SEPARAÇÃO DOS CRISTAIS

Os cristais devem ser separados da solução por filtração a vácuo usando um funil de Hirsch ( ou Büchner). Outro processo que pode ser empregado é a utilização do tubo deCraig, quando a cristalização é em micro escala.

Dá-se preferência à filtração a vácuo por ser esta a mais eficaz e mais rápida que a filtração comum, deixando menor quantidades de impurezas e solvente no sólido, fornecendo um sólido com baixo grau de umidade.

SECAGEM DOS CRISTAIS

A secagem pode ser feita em uma estufa (verificar antes o ponto de fusão do material) ou simplesmente por exposição ao ar livre sobre um vidro de relógio, o qual deve estar coberto com um papel de filtro. Pode-se, também, utilizar umdessecador a vácuo na presença de um agente secante ou ainda, um dessecador sem vácuo.

FINALIZAÇÃO

Pesagem da amostra e determinação do ponto de fusão

PONTO DE FUSÃO

O ponto de fusão reflete o grau de pureza de uma substância e é a temperatura na qual o sólido cristalino se tornou completamente líquido. Faixa de Fusão

Um método para a determinação do ponto de fusão consiste em aquecer uma solução em banho com substância cujo ponto de ebulição é maior, ou aparelhos de resistência elétrica equipados com termômetros.

Faixa de FusãoA faixa de fusão corresponde à diferença de temperatura entre o aparecimento das primeiras gotículas do cristal a ser fundido até sua fusão completa. Uma substância orgânica pura e cristalina apresenta uma faixa estreita de fusão (0,5–1,0ºC). O ponto de fusão é uma propriedade bastante usada como critério de pureza de uma substância.

Presença de impurezas produz alargamento da faixa de fusão e pode abaixar a temperatura de fusão.

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VERIFICAÇÃO DO RENDIMENTO DA ACETANILIDA OBTIDA

massa da acetanilida final x 100

massa da acetanilida inicialRendimento =

RECRISTALIZAÇÃO e PURIFICAÇÃO da

ACETANILIDA

Água em ebulição ( ± 200 mL ) + 10 g de Acetanilida

impurezas: Quinona ( traços), Anilina, Ac. Acético, acetato de sódio

3. Adicionar carvão ativo para adsorver impurezas coloridas ( 1 a 2% em peso de amostra ) ou seja 0,2 gATENÇÃO não colocar em excesso, nem adicionar com a solução em ebulição!4. Agitar a mistura e deixar aquecer por alguns minutos em ebulição.5. Aquecer o funil do sistema de filtração por gravidade6. Filtrar por gravidade a quente rapidamente7. Recolher o filtrado em um bequer

Solução filtrada com a Acetanilida +

impurezas solúveis ( Ác. Acético,

Acetato de Sódio, Anilina )

Impurezas insolúveis + carvão ativo retido no filtro

com a Quinona adsorvida

8. Deixar recristalizar por resfriamento lento.(o repouso máximo favorece a formação de cristais “grandes”,deve-se manter a calma, e não perturbar a Recristalização )

9. Separar os cristais por filtração a vácuo

Cristais de Acetanilida purificados + água mãe

( traços Ác. Acético, Anilina e Acetato de Sódio )

Solução filtrada contendoAcetanilida ( traços1 ) e

impurezas solúveis

Cristais de Acetanilida purificados

traços ( Ác. Acético, Anilina e Acetato de

Sódio1 )

Cristais de Acetanilida devidamenteembalado e rotulado

1 presença de traços depende do operador

Solução filtrada contendo traços da Acetanilida e

traços de impurezas solúveis que estavam impregnadas

junto com a água mãe12. Secar a amostra em dessecador por uma semana.13. Pesar a amostra e calcular o rendimento.14. Determinar o ponto de fusão da Acetanilida utilizando o aparelho do laboratório.

CARACTERÍSTICAS DE UM BOM SOLVENTE

Um solvente apropriado para a cristalização deve ter os seguintes requisitos:

•À temperatura elevada deve dissolver rapidamente uma grande quantidade de composto e à baixas temperaturas deve dissolver pouca quantidade do soluto;

•Não pode reagir com o composto a ser recristalizado;

•Deve dissolver as impurezas à baixa temperatura;

•Ser suficientemente volátil para sua eliminação ao final do processo;

•Permitir uma boa formação de cristais;

•Facilidade de manipulação. VOLTAR

ENSAIO PARA A ESCOLHA DO SOLVENTE (FLUXOGRAMA)

Dissolução da amostraApós a escolha do melhor solvente, deve-se então pesar

uma porção da amostra e dissolvê-la no solvente, a quente. Coloca-se, então, o soluto em um erlenmeyer com uma quantidade de solvente um pouco menor do que a necessária para a dissolução total a quente. Quando a solução entrar em ebulição adiciona-se pequenas quantidades de solvente atéque a dissolução se complete (tomando cuidado para não confundir impurezas sólidas insolúveis com a substância a ser cristalizada).

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Filtração a vácuo

∗Recorta-se um papel de filtro em um tamanho 1 a 2 mm menor que o diâmetro do funil;

∗O papel é molhado com solvente frio antes da filtração para melhor aderência ao funil;

∗O vácuo é feito com o auxílio de uma bomba d’ água. O ar que está do lado de fora é fortemente “sugado” para dentro do kitassato, “empurrando” consigo grande parte da água contida no material filtrado.

∗Os cristais devem ser lavados com uma pequena quantidade do solvente gelado para a remoção qualquer traço da solução água-mãe.

Ilustração

Esquema de Aquecimento do Funil

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0,1 g de Acetanilidaem um tubo de ensaio

1 - Adicionar 3,0 mL do solvente a ser testado,agitar vigorosamente ( usar técnica adequadaevitando derramar a solução).

Solução de Acetanilida( inadequado )

Duas fases:-Acetanilida + Solvente

Solúvel Insolúvel

Solúvel Insolúvel

2 - Aquecer lentamente( utilizar banho maria )

Duas fases:-Acetanilida + Solvente

( Inadequado )

Solução de Acetanilida(Adequado)

Desprezar em lugar adequado,dependendo do solvente testado

Desprezar em lugar adequado,dependendo do solvente testado

Escolher o melhor solventee proceder a Recristalizaçãoe Purificação da Acetanilida

Solução de Acetanilidacom impurezas

Deixar esfriar lentamente

Fluxograma genérico para escolha do Solvente( testar água, etanol e clorofórmio )

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BibliografiaFESSENDEN, R. J., FESSENDEN, J. S., FEIST. P., Organic

Laboratory Techniques, 3º Ed., Brooks Cole, Canada, 2000ALLINGER, N. L., CAVA, M. P., DEJONGH, D. C., JOHNSON, C. R.,

LEBEL, N. A.,STEVENS, C. L., Química Orgânica, 2º ed., Guanabara Dias, RJ, 1985

CAMPOS. M.M., Química Orgânica, USP, SP, 1976VOGEL, A. I., Química Orgânica, 3a ed., USP, RJ, 1981Budavari, S., et all, The Merck Index, 12th , USA, 1996.PAVIA, D. L., LAMPMAN, G. M., KRIZ, G. S., Introduction to

LaboratoryTechniques : a microscale approach, 2nd ed., Philadelphia: Saunders College, 1995.

SOARES, B. G., SOUZA, N. A., PIRES, D. X. Química Orgânica : teoria e técnicas de preparação, purificação e identificação de compostos orgânicos, Guanabara, Rio de Janeiro, l988.

FLUXOGRAMA

- escolher o solvente - dissolver a acetanilida em um menor volume de

solvente possível (água) - aquecer a mistura até a dissolução completa do sólido - filtrar a solução ainda quente

- deixar a solução em repouso -descartar de maneira adequada até atingir a temperatura ambiente - filtrar à vácuo

- lavar os cristais com solvente gelado

-descartar de maneira

RESÍDUO impurezas insolúveis

FILTRADO Acetanilida + impurezas solúveis

(NaAc, HAc, Anilina, água)

Filtrado (impurezas solúveis)

Cristais de acetanilida (NaAc, HAc, e água)

Acetanilida impura (NaAc, HAc, Anilina)

adequada

NaAc, Hac, água

- secar os cristais - pesar o produto

- determinar o ponto de fusão

acetanilida purificada

acetanilida + água

Acondicionar e rotular (nome, data e p.f.)

Nomenclatura

Fórmula Mol / (g/mol

)

pf / ºC pe / ºC Densidade (g/cm3)

Solubilidade Toxidade Propriedades Físicas

Acetanilida

C8H9NO

135,17

113-115

304-305

1,219

m 185 mL de água, ou em 20 mL ão, 3,4 mL de etanol, 3 mL de de éter, 47 mL de benzeno.

Tóxico ( pode causar problemas no

transporte de O2.) LD50 = 800 mg / kg

Cristais ortorrômbicos em

forma de palhetas incolores.

Água

H2O

18,02

0

100

1,00

Miscível com etanol, metanol e acetona.

Líquido incolor, não inflamável

Clorofórmio

CHCl3

119,38

-63,5

61-62

1,484

Água: 1mL/200mL ;miscível com álcool, benzeno, éter, tetracloreto de carbono.

Inalação pode causar hipertensão, parada respiratória e Miocárdio podendo levar a

morte, alem de ser cancerígeno

Líquido transparente e incolor

Benzeno

C6H6

78,01

5,5

80,1

0,8787

Miscível com álcool, clorofórmio, éter, dissulfeto de

carbono, tetracloreto de carbono, acetona.

Exposição provoca dor de cabeça, tontura e vômito, depressão, hilaridade, parada

respiratória, perda da consciência , leucemia e cancerígeno, irrita os olhos,

nariz e pele.

Líquido inflamável de odor característico.

Acetona

C3H6O

58,08

-94

56,5

0.788

Miscível com água, dimetilformamida, álcool,

clorofórmio, éter.

Grande exposição irrita os olhos, nariz e garganta, dor de cabeça, tontura e

dermatite.

Líquido volátil e inflamável de odor

característico.

Éter etílico

C4H10O

74,12

-123,3

34,6

0,7134 Insolúvel em água, solúvel em

benzeno e etanol Prejudicial quando inalado, irritante e

anestésico Líquido volátil e

inflamável

Etanol

C2H6O

46,07

-114,5

78,5

0,789 Solúvel em água e em

solventes polares Causa náuseas e vômitos, se ingerido diminui os reflexos, hesitação mental

Líquido inflamável e incolor

Cloreto de

Cálcio

CaCl2

110,99

772

1600

2,152

Sol. em água e em álcool

Cristais brancos.

Anilina NH2

93,12 - 184-185 1,022 Envenenamento com ingestão acima de 0,25 ml. Vertigem, dor de cabeça, anemia,

anorexia

Ácido Acético CH3COOH

60,05 16,7 118 1,049 Produz queimadura na pele, ingestão causa corrosão na boca, provoca vômito e

diarréia.

Anidrido Acético

C4H6O3 102,9 -73 139 1,080 Produz irritação, necrose para os tecidos no estado líquido ou vapor.